利用二维环形聚合物模型理解颗粒可变形性对晶体与玻璃形成的作用

软物质系统在自然界中广泛存在，几乎构成生命必需的各类组成部分，从细胞到细胞内的细胞器。这些软质材料的可变形能力对于各种生物过程的正常功能至关重要，例如我们血管中的血液流动。了解可变形性如何影响这些过程的正常功能至关重要。我们通过大规模分子动力学仿真研究了二维 (2D) 环形聚合物非重叠环的装配。主要思想是研究具有各向异性可变形性的模型颗粒装配。通过调节这些模型可变形颗粒的可变形程度，我们研究了在不同密度和温度下装配的动力学和静态属性。这种可变形颗粒模型可能对应于上皮细胞或类似生物软体的装配。在环形颗粒可变形程度极小（几乎不可变形）的极限下，预期会看到这些环环中心形成三角晶格。另一方面，如果增加这些环形颗粒的可变形程度，由于有序性的增加，即使是相同尺寸的环形颗粒也会表现出玻璃样的动力学行为。我们还展示了一种由颗粒可变形性单方面驱动的从晶体态向无序玻璃态的相变。我们观察到这些玻璃形成环形聚合物动力学中存在非平凡的有限尺度效应，而这在常规分子玻璃形成剂中并未见到。